Chuyện phim xoay quanh cô bé Riley 11 tuổi chuyển nhà từ Minnesota đến San Francisco. Đây là một biến cố lớn vì cô bé phải chia tay ngôi nhà thân thuộc, bạn bè thân để tới một thành phố xa lạ. Tâm lý của Riley chịu sự chi phối của năm cảm xúc – Joy (Vui Vẻ), Sadness (Buồn Bã), Disgust (Chảnh Chọe), Anger (Giận Dữ) và Fear (Sợ Hãi). Năm mảnh ghép này được nhân cách hóa trở thành những nhân vật sống động, tập trung tại trung tâm điều khiển não bộ của Riley.

Dưới sự chỉ huy của Joy (Vui Vẻ), các mảnh ghép cảm xúc vận hành để tạo nên những ký ức hàng ngày cho chủ nhân. Tuy nhiên khi cô bé tới nơi ở mới với những áp lực và khó khăn nảy sinh, tình trạng hỗn loạn xảy ra giữa các cảm xúc. Một hôm, Joy (Vui Vẻ) và Sadness (Buồn Bã) bị cuốn vào mê cung ký ức dài hạn. Tại đây, cả hai gặp gỡ nhiều nhân vật đã và đang tồn tại trong tâm trí Riley, trong đó có cả nhân vật người bạn tưởng tượng của cô bé thời ấu thơ là Bing Boong. Tất cả bước vào cuộc hành trình tìm về trung tâm điều khiển của Riley để đảm bảo cô bé sẽ được hạnh phúc…

“Bạn đã bao giờ nhìn thẳng vào một ai đó và tự hỏi họ đang nghĩ gì trong đầu?” – đó là câu hỏi rất phổ biến với bất kỳ ai trong cuộc sống hàng ngày. Năm 2009, khi cô con gái Elie 11 tuổi, đạo diễn Pete Docter thấy con gái trở nên ít nói và khép mình hơn. Điều đó khiến ông băn khoăn không biết con mình đang nghĩ gì và tại sao lại có sự thay đổi như vậy. Ý tưởng khai thác về một thế giới nằm bên trong bộ não con người ra đời từ đây. Pete Docter cùng Ronnie del Carmen và các cộng sự đã chọn ra 27 cảm xúc phổ biến nhất của con người và từ đó lọc ra tiếp năm cảm xúc tiêu biểu – vui vẻ, buồn bã, chảnh chọe, giận dữ, sợ hãi.